[发明专利]硅晶体及其制备方法

权利要求书

1.一种硅晶体的制备方法，其特征在于，包括：

提供硅溶液，所述硅溶液中掺杂有第一掺杂离子以及第二掺杂离子，所述第一掺杂离子为N型掺杂离子，所述第二掺杂离子为P型掺杂离子，且所述第一掺杂离子在所述硅溶液中的分凝系数大于所述第二掺杂离子在所述硅溶液中的分凝系数；

对所述硅溶液进行凝固处理，以凝固部分所述硅溶液形成具有第一掺杂离子的第一类型硅晶体区，在形成所述第一类型硅晶体区之后，凝固剩余所述硅溶液形成具有第二掺杂离子的第二类型硅晶体区，所述第一类型硅晶体区为N型硅晶体，所述第二类型硅晶体区为P型硅晶体；

其中，所述第一类型硅晶体区与所述第二类型硅晶体区沿预设方向排布，在进行所述凝固处理之前，所述第一掺杂离子在所述硅溶液中具有第一浓度，在沿所述预设方向上所述第一类型硅晶体区具有第一电阻率，在沿所述预设方向上所述第一类型硅晶体区的长度与所述硅晶体的总长度具有第一比值，所述第一掺杂离子具有第一分凝系数，且所述第二掺杂离子在所述硅溶液中具有第二浓度，在沿所述预设方向上所述第二类型硅晶体区具有第二电阻率，在沿所述预设方向上所述第二类型硅晶体区的长度与所述硅晶体的总长度具有第二比值，所述第二掺杂离子具有第二分凝系数；

所述第一浓度、所述第一电阻率以及所述第一比值满足如下关系：

所述第二浓度、所述第二电阻率以及所述第二比值满足如下关系：

其中，μ₁为电子迁移率，k₁为第一分凝系数，ρ₁为第一电阻率，g₁为第一比值，μ₂为空穴迁移率，k₂为第二分凝系数，ρ₂为第二电阻率，g₂为第二比值，q为电子电荷。

2.根据权利要求1所述的硅晶体的制备方法，其特征在于，在进行所述凝固处理之前，所述硅溶液中所述第一掺杂离子的浓度大于所述第二掺杂离子的浓度。

3.根据权利要求1所述的硅晶体的制备方法，其特征在于，形成所述硅溶液的步骤包括：

提供初始硅溶液、第一掺杂剂以及第二掺杂剂，所述第一掺杂剂中具有所述第一掺杂离子，所述第二掺杂剂中具有所述第二掺杂离子，所述第一掺杂剂和所述第二掺杂剂中的至少一种为母合金材料；

将所述第一掺杂剂以及所述第二掺杂剂混合至所述初始硅溶液中，形成所述硅溶液。

4.根据权利要求1所述的硅晶体的制备方法，其特征在于，凝固所述硅溶液的方法包括提拉法或者铸锭法。

5.根据权利要求1所述的硅晶体的制备方法，其特征在于，在形成所述第二类型硅晶体区之前，还包括：形成混合硅晶体区，所述混合硅晶体区中具有所述第一掺杂离子以及所述第二掺杂离子，且所述第一类型硅晶体区与所述第二类型硅晶体区由所述混合硅晶体区隔开；在形成所述第二类型硅晶体区之后，还包括：去除所述混合硅晶体区，获取相互独立的所述第一类型硅晶体区和所述第二类型硅晶体区。

6.根据权利要求5所述的硅晶体的制备方法，其特征在于，在去除所述混合硅晶体区之前，还包括：对所述硅晶体进行电阻率测试，以定位所述混合硅晶体区。